[go: up one dir, main page]

KR102494676B1 - 조향 제어 장치 - Google Patents

조향 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102494676B1
KR102494676B1 KR1020160001649A KR20160001649A KR102494676B1 KR 102494676 B1 KR102494676 B1 KR 102494676B1 KR 1020160001649 A KR1020160001649 A KR 1020160001649A KR 20160001649 A KR20160001649 A KR 20160001649A KR 102494676 B1 KR102494676 B1 KR 102494676B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
yaw rate
steering
rate gain
state
gain error
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020160001649A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170082355A (ko
Inventor
고상진
Original Assignee
에이치엘만도 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이치엘만도 주식회사 filed Critical 에이치엘만도 주식회사
Priority to KR1020160001649A priority Critical patent/KR102494676B1/ko
Publication of KR20170082355A publication Critical patent/KR20170082355A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102494676B1 publication Critical patent/KR102494676B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60D—VEHICLE CONNECTIONS
    • B60D1/00—Traction couplings; Hitches; Draw-gear; Towing devices
    • B60D1/14—Draw-gear or towing devices characterised by their type
    • B60D1/18—Tow ropes, chains or the like
    • B60D1/187—Tow ropes, chains or the like characterised by the connection to the towing vehicle or to the trailer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

본 발명은 트레일러가 연결된 차량의 안정성을 확보할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 히치 트레일러가 연결된 차량에서 차속(V), 차량 전후륜 사이 거리(L) 및 조향각과 요레이트(Yaw Rate)를 기초로 산출되는 요레이트 게인 에러(Yaw Rate Gain Error)를 이용하여 차량의 비정상 스티어링 상태의 종류를 확인하고, 비정상 스티어링 상태 보상을 위한 보상토크 또는 보상전류를 산출하여 제어함으로써, 트레일러 히치에 따른 조향 불안전성을 감소시킬 수 있다.

Description

조향 제어 장치{STEERING CONTROL APPARATUS}
본 발명은 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법에 관한 것, 더 상세하게는 차량에 히치 트레일러(Hitch Trailer)가 장착된 경우 발생될 수 있는 조향불안정과 그에 따른 차량 거동의 불안정성을 방지하기 위한 기술에 관한 것이다.
차량의 전동식 조향 장치는 조향휠에 연결된 조향축의 비틀림을 감지하는 토크 센서와, 조향 출력축 또는 랙바와 연동되어 조향 출력축 또는 랙바를 회전/이동시키는 전동 모터와, 토크 센서로부터 측정된 조향 토크값에 따라 전동 모터의 회전을 제어하는 조향 ECU 등을 포함하여 구성된다.
이러한 전동식 조향 장치는 기본적으로는 운전자의 조향휠 조작에 따라 조향 토크에 비례하도록 조향 보조 전류를 생성하여 전동모터를 회전시키는 동작을 한다. 즉, 운전자의 조향력을 보조하는 기본 동작을 수행한다.
한편, 차량의 후미에는 트레일러 등이 장착될 수 있는 트레일러 히치(Trailer Hitch)가 구비되어 있으며, 이러한 히치에는 다른 차량이나 트레일러 등이 연결될 수 있다.
이와 같이 히치 트레일러가 연결된 상태에서는 차량의 거동의 불안정해지며, 특히 전동식 조향 장치에 영향을 미쳐 적절한 조향 제어가 어려워질 수 있다.
더 구체적으로, 히치 트레일러가 차량에 장착되면 트레일러의 무게에 의하여 후륜의 부하가 증가되고 전륜 부하는 감소되므로, 트레일러가 장착되지 않은 경우와 비교하여 조향감의 변화가 발생한다.
이와 같이, 히치 트레일러가 연결된 경우 차량에 발생되는 여러 부가 하중에 의하여 슬립이 발생하거나 전륜 부하가 변동되며, 전동식 조향 장치의 조향력 제어시 이러한 점이 고려되어 적절히 보상될 필요가 있다.
특히, 히치 트레일러 연결에 의한 조향력 변화 때문에, 운전자의 조향의도에 비하여 조향이 덜 이루어지는 언더스티어(Understeer) 현상이 발생하고, 더 나아가서 슬립이 발생할 수 있는바, 이에 대한 보상이 필요하다.
또한, 기존 기술에서는 언더스티어 또는 오버스티어(Oversteer)와 같은 비정상 조향상태나 그로 인한 슬립 현상 등을 감지하기 위하여, 좌우 차륜의 회전수를 비교하는 등의 복잡한 방식이 이용되어서 불편하다는 단점이 있었다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 히치 트레일러가 연결된 차량의 안정성을 확보할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 히치 트레일러가 연결된 차량에서 차속(V), 차량 전후륜 사이 거리(L) 및 조향각과 요레이트(Yaw Rate)를 기초로 산출되는 요레이트 게인 에러(Yaw Rate Gain Error)를 이용하여 차량의 비정상 스티어링 상태의 종류를 용이하게 확인할 수 있는 조향제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 히치 트레일러가 연결된 차량에서 차속(V), 차량 전후륜 사이 거리(L) 및 조향각과 요레이트(Yaw Rate)를 기초로 산출되는 요레이트 게인 에러(Yaw Rate Gain Error)를 이용하여 차량의 비정상 스티어링 상태의 종류를 확인하고, 비정상 스티어링 상태 보상을 위한 보상토크 또는 보상전류를 산출하여 제어함으로써, 트레일러 히치에 따른 조향 불안전성을 감소시키는 조향 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 차량의 차속(V), 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00001
), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출하는 요레이트 게인 에러 산출부와; 산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단부와; 비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 최종 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상부와; 조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 최종 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어부;를 포함하는 조향 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 히치 트레일러의 장착을 감지하는 트레일러 감지부와; 차량의 차속(V), 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00002
), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출하는 요레이트 게인 에러 산출부와; 상기 히치 트레일러가 장착된 경우에 한하여, 산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단부;를 포함하는 조향 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 또다른 실시예에서는, 차량의 차속(V), 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00003
), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출하는 요레이트 게인 에러 산출단계와; 산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단 단계와; 비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 최종 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상 단계와; 조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 최종 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어 단계;를 포함하는 조향 제어 방법을 제공한다.
이하에서 설명할 바와 같은 본 발명에 의하면, 히치 트레일러가 연결된 차량에서 차속(V), 차량 전후륜 사이 거리(L) 및 조향각과 요레이트(Yaw Rate)를 기초로 산출되는 요레이트 게인 에러(Yaw Rate Gain Error)를 이용하여 차량의 비정상 스티어링 상태의 종류를 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 히치 트레일러가 연결된 차량의 언더스티어 상태가 확인된 경우, 보조 조향력을 감소시키는 보상토크를 생성하여 제어함으로써, 언더스티어 또는 그로 인한 슬립 현상에 따른 과다 조향을 방지할 수 있는 효과가 있다
결과적으로, 본 발명에 의한 조향 제어 기술을 이용하면, 히치 트레일러가 장착된 차량의 안정적인 조향 제어가 가능해진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향 제어 장치의 블록도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 의한 조향 제어 과정에서의 신호 처리 블록을 도시한다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 랙포스 추정 방식의 일예를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따라 차속과 요레이트 게인 에러를 기초로 판단된 조향상태를 도시하는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 사용되는 여러 튜닝맵을 도시하는 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 방법의 전체 흐름을 도시한다.
도 7은 요레이트 게인 에러 산출단계와 조향상태 판단단계의 세부 구성을 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시예가 적용된 경우의 조향토크 변화를 도시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향 제어 장치의 블록도를 개략적으로 도시하며, 도 2는 본 발명에 의한 조향 제어 과정에서의 신호 처리 블록을 도시한다.
일반적으로 히치 트레일러가 차량에 장착되면 트레일러의 무게에 의하여 후륜의 부하가 증가되고 전륜 부하는 감소되므로, 트레일러가 장착되지 않은 경우와 비교하여 조향감의 변화가 발생한다.
더 구체적으로, 전륜 부하가 감소됨으로써 조향 에포트(Steering Effort)가 낮아져 조향감이 가벼워지는 현상이 발생한다.
본 발명에 의한 조향 제어 장치는 이와 같이 트레일러가 장착된 경우 차량의 과도한 조향을 방지하여 차량의 안정성을 향상시키기 위하여 제공된다.
도 1과 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 조향 제어 장치는 크게 요레이트 게인 에러(Yaw rate gain error) 산출부(110)와, 산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단부(120)와, 비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 최종 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상부(130)와, 조향휠에 인가되는 조향토크와 최종 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 히치 트레일러의 장착을 감지하는 트레일러 감지부(150)를 더 포함할 수 있으며, 히치 트레일러가 장착된 경우에 한하여 보상토크 생성 및 제어를 수행하도록 할 수 있다.
트레일러 감지부(150)는 차량의 트레일러 히치에 일정한 스위치 수단을 설치하여 구성할 수 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 차량의 중량을 감지하거나, 차량 후방의 이미지를 촬영함으로써 트레일러 장착을 감지할 수도 있다.
요레이트 게인 에러 산출부(110)는 차량의 차속(V), 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00004
), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출한다.
아래에서는 이러한 요레이트 게인 에러 산출 방식에 대하여 상세하게 설명한다.
우선, 요레이트 게인 에러 산출부(110)는 요레이트 센서로부터 측정된 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00005
)와, 조향휠 회전각과 그에 따라 조향되는 차륜의 회전각 사이의 비율인 기어비(Gear Ratio) 및 조향각 센세에서 측정된 조향각(θ)를 기초로 기본 요레이트 게인(Yaw rate Gain 0)을 산출한다.
이 때, 기본 요레이트 게인은 수학식 1에 의하여 산출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112016001372497-pat00006
다음으로, 요레이트 게인 에러 산출부(110)는 산출된 기본 요레이트 게인에 트레일러 장착에 따른 요레이트 게인 보정계수(K)를 곱하여 요레이트 게인(Yaw Rate Gain)을 산출한다.
이 때, 요레이트 게인 보정 계수(K)는 1보다 큰 값으로서, 트레일러가 장착되지 않은 경우의 기준 랙포스와, 트레일러가 장착된 경우의 추정 랙포스의 차이값인 전륜 부하 변동량에 비례하는 값으로 결정될 수 있다.
기본 요레이트 게인값을 이용하여도 되지만, 트레일러가 장착된 경우 상태 추정을 더 보수적으로 하기 위하여 요레이트 게인 보정 계수(K)를 이용한다.
예를 들면, 히치 트레일러가 장착되는 경우에는 그렇지 않은 경우에 비하여 비정상 조향상태의 판단을 좀 더 신속하게 하기 위하여, 1보다 큰 값을 가지는 요레이트 게인 보정계수(K)와 기본 요레이트 게인을 곱한 값을 최종 요레이트 게인으로 정의하고, 그를 이용하여 요레이트 게인 에러를 산출한다.
즉, 아래에서 설명할 바와 같이, 조향상태 판단에 사용되는 요레이트 게인 에러는 요레이트 게인값에 비례하기 때문에, 위와 같이 1보다 큰 요레이트 게인 보정계수를 사용하게 되면 요레이트 게인 에러가 더 커지게 되고, 따라서 비정상 조향상태의 판단이 더 신속하게 이루어질 수 있다.
이와 같이, 요레이트 게인 보정계수(K)를 이용하면, 비정상 조향상태와 같은 위험 상황 이전에 보상 제어가 이루어지도록 함으로써, 차량의 불안정성을 미리 방지할 수 있게 된다.
한편, 이러한 요레이트 게인 보정계수(K)는 트레일러가 장착되지 않은 경우의 기준 랙포스(Rack Force)와, 트레일러가 장착된 경우의 추정 랙포스의 차이값인 전륜 부하 변동량에 비례하는 값으로 결정될 수 있으며, 이러한 전륜 부하 변동량 또는 랙포스 차이값의 결정은 아래와 같이 이루어질 수 있다.
랙포스(Rack Force)는 조향장치를 구성하는 랙바에 인가되는 하중 또는 역입력을 나타내는 것으로서, 차량 모델링에 의하여 추정할 수 있다.
또한, 기본적으로 트레일러가 장착되지 않은 상태에서의 기준 랙포스값은 차량마다 정해져 있을 수 있으며, 이러한 기준 랙포스값은 본 발명의 조향 제어 장치에 미리 저장되어 있을 수 있다.
한편, 트레일러가 장착된 경우의 랙포스(Frack)는 토크센서의 토크값(Ts), 모터 토크값(Tm), 피니언 각도(θp) 등을 기초로 추정될 수 있으며, 이 경우 추정 랙포스(Frack)는 아래와 같은 방식으로 산출될 수 있다.
도 3은 랙포스 추정 방식의 일예를 도시한다.
더 구체적으로, 도 3의 (a)는 본 발명의 일실시 예에 따른 추정 랙포스를 구하기 위한 차량 모델링해석의 일 예를 도시하며, 도 3의 (b)는 랙포스 추정부의 동작을 설명하기 위한 일 예를 도시한 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 사용될 수 있는 조향 장치는 차량 조향시스템의 피니언 기어(330)를 기준으로 하되, 피니언 기어(330)를 포함하지 않는 조향조작장치(310) 측(M1)을 모델링 해석한 제1 모델링해석과 피니언 기어(330)를 포함하는 모터(360) 측(M2)을 모델링한 제2 모델링해석에 기초하여 산출된 상태방정식을 이용하여 랙포스, 피니언 기어(330)의 추정각 및 피니언 기어(330)의 추정각속도 중 하나 이상을 추정할 수 있다.
피니언 기어(330)를 포함하지 않는 조향조작장치(310) 측(M1)을 모델링해석하면, 조향조작장치(310)에 드라이브토크(Td)의 움직임(S1)에 따라 조향조작장치(310)에는 회전각(θc), 관성(Jc) 및 댐핑(Bc)이 존재할 수 있으며, 조향조작장치(310)와 피니언 기어(330) 사이에는 토션바 및 충격완화장치(320)에 의한 상수(Kc)가 존재할 수 있다.
전술한 회전각(θc), 관성(Jc), 댐핑(Bc) 및 상수(Kc)의 관계식인 제1 관계식은 다음 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
Jc * θc˝ = -Kc * (θc - θp) - Bc * θc´ + Td
단, θp 는 피니언 기어(330)의 각을 의미하고, θc´ 는 θc 을 시간에 대해 1차 미분한 것으로서 회전각속도를 의미하며, θc˝ 는 θc 을 시간에 대해 2차 미분한 것으로서 회전각가속도를 의미한다.
피니언 기어(330)를 포함하는 모터(360) 측(M2)을 모델링해석하면, 모터(360)에 의한 모터 토크(Tm)의 움직임(S2)에 따라 모터(360)에는 회전각(θm), 관성(Jm) 및 댐핑(Bm)이 존재할 수 있고, 모터(360)와 볼스크루기어(350, 355)를 체결시키는 벨트에 의해 움직임(S3-1, S3-2)을 가지는 볼스크루기어(350, 355) 역시 회전각(θbs), 관성(Jbs) 및 댐핑(Bbs)이 존재할 수 있다. 벨트에 의해 체결되는 모터(360)와 볼스크루기어(355)에는 기어비(Gb)를 가지고, 맞물려 회전하는 볼스크루기어(350)와 랙바(340)에는 기어비(Gbs)를 가지며, 맞물려 회전하는 랙바(340)와 피니언기어(330)에는 기어비(Gp)를 가질 수 있다. 또한, 랙바(340)에는 댐핑(Br)이 존재할 수 있다.
전술한 변수들의 관계식인 제2 관계식은 다음 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 3]
(Jm + Jbs)* θp˝ = Kc * (θc - θp) - (Bm + Bbs)* θp´ - Gp * Fr + (Gb * Gp / Gbs) * Tm
단, θp´는 θp 을 시간에 관한 1차 미분한 것으로서 피니언 기어의 회전각속도를 의미하며, θp˝ 는 θp 을 시간에 관한 2차 미분한 것으로서 피니언 기어의 회전각가속도를 의미한다.
모터(360), 볼스크루기어(350, 355) 및 피니언 기어(330)로 구성되는 피니언 기어(330)를 포함하는 모터(360) 측(M2)을 하나의 등가(Equivalence)한 물체에서의 관성(Jpeq) 및 댐핑(Bpeq)은 다음 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 4]
Jpeq = Jm + Jbs, Bpeq = Bm + Bbs
수학식 4를 수학식 3에 적용하면 아래의 수학식 5를 얻을 수 있다.
[수학식 5]
Jpeq * θp˝ = Kc * (θc - θp) - Bpeq * θp´ - Gp * Fr + (Gb * Gp / Gbs) * Tm
피니언 기어(330)를 포함하지 않는 조향조작장치(310) 측(M1)을 모델링해석하여 산출된 수학식 2 및 피니언 기어(330)를 포함하는 모터(360) 측(M2)을 모델링해석하여 산출된 수학식 5에 기초하여 랙포스, 피니언 기어의 회전각속도, 피니언 기어의 회전각가속도 및 랙포스의 1차 미분을 출력변수로 하는 상태방정식인 수학식 6을 얻을 수 있다. 수학식 6은 랙포스(Frack)를 상태변수화하여 출력에 포함할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112016001372497-pat00007
단, Ts 는 토션바가 감지한 조향 토크를 의미한다.
또한, 피니언 기어의 추정각을 피니언 기어의 각에 보상하는 피드백 구조를 적용함으로써, 다음 수학식 7과 같이 조향 토크(Ts), 모터 토크(Tm) 및 피니언 기어의 각(θp)을 입력하여 랙포스, 피니언 기어의 추정각 및 피니언 기어의 추정각속도를 출력하는 추정기를 얻을 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112016001372497-pat00008
단,
Figure 112016001372497-pat00009
Figure 112016001372497-pat00010
를 의미하고, L은 에러를 수렴하도록 설계된 값이고,
Figure 112016001372497-pat00011
는 추정한 x를 의미하고,
Figure 112016001372497-pat00012
는 추정한 x' 을 의미하며,
Figure 112016001372497-pat00013
는 추정한 y를 의미한다.
한편, 도 3의 (b)를 참조하면, 랙포스 추정부(112)는 모터전류에 기초하여 산출된 모터 토크, 피니언 기어의 각에 피니언 기어의 추정각을 뺄셈하여 산출된 피니언 기어의 각 추정오차 및 조향 토크 입력받아 상기 수학식 7에 적용함으로써, 최종적인 랙포스(Frack), 피니언 기어의 추정각 및 피니언 기어의 추정각속도 중 하나 이상을 추정할 수 있다.
한편, 본 발명에서의 추정 랙포스나 전륜 부하 변동량 산출을 위하여 반드시 전술한 수학식 2 내지 수학식 7 등에 의한 방식만을 사용할 필요는 없으며 기타 다른 방식으로 랙포스 차이값을 연산하여 사용할 수도 있을 것이다.
이상과 같이, 랙포스 추정부(112)에서 토크센서의 토크값(Ts), 모터 토크값(Tm), 피니언 각도(θp) 등을 입력값으로 추정 랙포스(Frack)를 산출하면, 트레일러가 장착되지 않은 상태에서의 기준 랙포스값과 추정 랙포스값의 차이값을 산출할 수 있다.
이러한 추정 랙포스과 기준 랙포스의 차이값이 전륜 부하 변동량으로 정의될 수 있으며, 본 명세서에서는 랙포스 차이값과 전륜 부하 변동량을 동등한 의미로 사용한다.
이상과 같이 트레일러 장착에 따른 랙포스 차이 또는 전륜 부하 변동량이 결정되면, 그에 비례하도록 요레이트 게인 보정계수(K)를 결정할 수 있다.
다음으로, 요레이트 게인 에러 산출부(110)는 아래 수학식 8을 이용하여, 산출된 기본 요레이트 게인에 트레일러 장착에 따른 요레이트 게인 보정계수(K)를 곱하여 요레이트 게인(Yaw Rate Gain)을 산출한다.
[수학식 8]
Figure 112016001372497-pat00014
다음으로, 요레이트 게인 에러 산출부(110)는 수학식 8에서 산출된 요레이트 게인(Yaw Rate Gain)과 차속(V) 및 전륜/후륜 사이 거리(L)를 기초로, 아래 수학식 9에 따라 요레이트 게인 에러(Yaw Rate Gain Error)를 산출한다.
[수학식 9]
Figure 112016001372497-pat00015
일반적으로 차량 거동이 안정적인 상태에서는 요레이트 게인은 차속(V)/전후륜 사이 거리(L)과 동일한 값을 가지며, 따라서 수학식 9에 의한 요레이트 게인 에러는 일정한 오차범위 내의 값을 가진다.
그러나, 트레일러 장착에 따라 언더스티어 또는 오버스티어와 같은 비정상 조향상태가 되면 수학식 9에 의한 요레이트 게인 에러는 오차범위를 벗어난 값을 가지게 된다.
특히, 트레일러 무게에 따라 전륜 부하가 감소되면 조향력이 충분히 전달되지 않음으로써, 운전자의 조향 의도보다 조향이 덜 이루어지는 언더스티어 현상이 발생될 수 있고, 더 나아가서 슬립현상이 발생될 수 있다.
이러한 상태를 슬립있는 언더스티어(Understeer with slip) 상태로 표현할 수 있으며, 이러한 경우 운전자는 조향을 하던 방향으로 더 과도한 조향을 시도하게 된다.
그러나, 슬립있는 언더스티어 상황에서 과도한 조향을 하게 되면 슬립 현상이 더 가속되어 차량 안정성이 나빠지게 된다.
따라서, 본 발명에서는 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태, 특히 슬립있는 언더스티어 상태를 판단하고, 그 경우 인가한 조향토크를 감소시키는 방향의 보상토크를 더해줌으로써 조향감을 무겁게하여 과도한 조향을 방지하고자 하는 것이다.
이를 위하여 조향상태 판단부(120)는 수학식 9에 따라 산출된 요레이트 게인 에러를 임계값과 비교함으로써, 차량의 조향상태가 정상상태인지 비정상 상태인지 판단하는 기능을 수행한다.
더 구체적으로, 조향상태 판단부(120)가 판단하는 조향상태의 종류는 크게 정상상태와 비정상상태를 포함하며, 비정상상태는 다시 언더스티어 상태, 슬립있는 언더스티어(Understeer with slip) 상태, 오버스티어 상태, 불안정한 오버스티어(Unstable Oversteer) 상태의 4가지로 구분될 수 있다.
조향상태 판단부(120)는 산출된 요레이트 게인 에러값의 절대값이 일정한 제1임계값 이하인 경우에는 정상 조향 상태로 판단한다.
또한, 조향상태 판단부(120)는 산출된 요레이트 게인 에러가 음(-)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제1임계값 이상 제2임계값 이하인 경우에는 언더스티어 상태로 판단하고, 산출된 요레이트 게인 에러가 음(-)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제2임계값 이상인 경우에는 슬립 있는 언더스티어 상태로 판단한다.
또한, 조향상태 판단부(120)는 산출된 요레이트 게인 에러가 양(+)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제1임계값 이상 제3임계값 이하인 경우에는 오버스티어 상태로 판단하고, 산출된 요레이트 게인 에러가 양(+)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제3임계값 이상인 경우에는 불안정한 오버스티어 상태로 판단한다.
이 때, 제2임계값과 제3임계값은 상이하게 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라 차속과 요레이트 게인 에러를 기초로 판단된 조향상태를 도시하는 그래프이다.
도 4에서 가로축은 차속(V)이고 세로축은 요레이트 게인 에러를 나타내며, 정상상태의 기준이 되는 기준라인(410)의 기울기는 1/L이 된다.
도 4에서와 같이, 차속대비 요레이트 게인 에러가 기준라인으로부터 일정한 범위내에 있는 경우(즉, 정상영역 420)에는 정상상태(Neutral Steer) 상태로 판단한다.
또한, 차속대비 요레이트 게인 에러가 정상영역(420)보다 상부에 있는 경우에는 오버스티어 상태가 되며, 그 중에서도 차속 및 요레이트 게인 에러가 일정값 이상인 경우, 즉 영역 440'인 경우에는 불안정한 오버스티어 상태가 되고, 차속과 요레이트 게인 에러가 일정값 이하인 영역 440은 단순 오버스티어 상태가 된다.
마찬가지로, 차속대비 요레이트 게인 에러가 정상영역(420)보다 하부에 있는 경우에는 언더스티어 상태가 되며, 그 중에서서도 차속 및 요레이트 게인 에러가 일정값 이상인 경우, 즉 영역 430'인 경우에는 슬립 있는 언더스티어 상태가 되고, 차속과 요레이트 게인 에러가 일정값 이하인 영역 430은 단순 언더스티어 상태가 된다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면 측정된 요레이트값, 조향각, 차속 및 전후륜 사이 거리값만을 이용하여 요레이트 게인 에러를 산출하고, 그를 임계값들과 비교함으로써 차량의 조향상태를 판단할 수 있다.
따라서, 슬립 있는 언더스티어와 같은 상태를 판단하기 위하여 별도의 센서를 사용하여야 하는 기존 기술에 비하여 용이하게 차량의 조향상태를 판단할 수 있다는 장점이 있다.
조향상태 판단부(120)에 의하여 차량의 조향상태가 확인된 이후에는, 보상부(130)가 비정상 조향상태를 보상하기 위한 최종 보상 토크를 생성하며, 최종 보상토크는 요레이트 게인 에러에 따라 결정될 수 있다.
더 구체적으로, 조향상태가 슬립있는 언더스티어 상태인 경우, 최종 보상토크는 요레이트 게인 에러에 비례하는 값을 가지는 제1보상토크와, 차속에 비례하여 설정되는 차속 게인을 곱한 값으로 산출되며, 최종보상토크는 상기 조향토크를 감소시키는 방향으로 작용한다.
즉, 도 2의 신호 처리 블록도의 S230에서와 같이, 비정상 조향상태가 판단되면, 요레이트 게인 에러에 대한 함수를 이용하여 제1보상토크가 산출된다.
도 5는 본 발명에 사용되는 여러 튜닝맵을 도시하는 것으로서, (a)는 요레이트 게인 에러에 대한 제1보상토크를 결정하기 맵이고, (b)는 차속 대비 차속 게인을 결정하기 위한 맵이다.
도 5의 (a)와 같이, 제1보상토크는 요레이트 게인 에러에 대하여 비례하는 관계를 가지며, 본 발명의 보상부(130)는 요레이트 게인 에러가 a 이하인 경우에는 제1보상토크를 0으로 설정하며, 이 구간을 데드존(Dead Zone)으로 나타낼 수 있다.
또한, 보상부(130)는 요레이트 게인 에러가 a와 b(b>a) 사이인 경우에는 제1보상토크를 요레이트 게인 에러값에 비례하는 값으로 결정하며, 이 구간을 비례 영역으로 나타낼 수 있다.
물론, 비례 영역에서는 도 5의 (a)에서 도시한 바와 같이 제1보상토크가 요레이트 게인 에러값에 선형적으로 비례할 수도 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 다른 비례관계(2차 비례, 로그함수 비례 등)를 가질 수도 있을 것이다.
또한, 보상부(130)는 요레이트 게인 에러가 b 이상인 경우에는 제1보상토크를 일정한 제1상한값으로 결정하며, 이 구간을 포화 영역(Saturation Zone)으로 나타낼 수 있다.
이와 같이, 보상부(130)는 트레일러 장착에 따라 발생되는 슬립있는 언더 스티어 상태가 확인되면, 그 요레이트 게인 에러에 따른 제1보상토크를 산출한 다음, 후술할 바와 같이 측정된 조향 토크에서 보상토크만큼 감산하여 조향 전류를 생성하도록 유도함으로써, 결과적으로 어시스트 전류가 감소되어 조향감이 무거워지도록 동작한다.
즉, 슬립이 발생되는 경우 보조 조향력을 감소시켜 전체적으로 차량의 거동을 안정적으로 유지하도록 하는 것이다.
또한, 도 2의 S240 및 S250으로 도시한 바와 같이, 보상부(130)는 요레이트 게인 에러에 따라 산출되는 제1보상토크를 그대로 이용하지 않고, 차속에 따른 계수인 차속 게인을 제1보상토크에 곱하여 최종 보상토크를 산출할 수 있다.
이 때, 도 5의 (b)와 같이, 차속게인은 차속에 따라 비례하는 값으로 정해질 수 있다.
일반적으로 슬립있는 언더스티어 상태가 발생되면 차량의 거동이 불안정해지며, 그에 따른 위험은 차속이 큰 경우에 더 커지게 된다.
따라서, 차속게인을 이용하면 차속이 증가할수록 최종보상토크를 더 크도록 함으로써, 저속보다 고속에서 조향감을 더 무겁게 하여 슬립에 따른 위험을 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 조향제어부(140)는 보상부로부터 전달된 최종 보상 토크값과, 조향휠 회전에 따라 토크센서로부터 측정된 인가 조향토크값을 이용하여 최종 제어 토크를 산출하고, 그를 기초로 조향모터에 인가할 조향 보조 전류를 생성한다.
이 때, 최종 보상토크는 요레이트 게인 에러에 의하여 산출되는 제1보상토크와 차속게인을 곱한 값으로 결정되며, 그 값은 음(-)의 값을 가지는 경우에는 조향제어부(140)로 전달되어 조향휠 회전에 의한 인가 조향토크값에 합산될 수 있다.
또한, 최종 보상토크가 양(+)의 값으로 산출되는 경우 조향제어부(140)는 조향휠 회전에 따른 인가 조향토크값에서는 최종보상토크를 감산하여 최종 토크를 결정하고, 그에 따른 조향 보조 전류를 생성한다.
도 5의 (c)는 본 발명의 조향제어부(140)가 인가 조향 토크값과 최종 보상 토크값을 이용하여 조향 보조 전류를 생성하기 위한 조향 전류맵을 도시한다.
도시된 바와 같이, 운전자의 조향휠 회전에 따라 인가조향토크(T1)이 발생되고, 본 발명이 적용되지 않는 경우라면 전류 곡선에서 인가조향토크(T1)에 대응되는 조향 보조 전류 I1이 생성되어 조향모터로 인가된다.
그러나, 본 발명이 적용되면 인가 조향토크(T1)에서 최종 보상 토크(T')만큼 감산된 값으로 최종 토크(T2)가 결정되며, 그 최종 토크에 대응되는 조향 보조 전류 I2가 조향모터로 인가된다.
이와 같이, 본 발명이 적용되면 슬립있는 언더스티어의 경우 요레이트 게인 에러와 차속에 따라 결정되는 최종 보상 토크만큼 조향 보조 전류를 작게 인가함으로써, 조향감을 무겁게 하여 언더스티어 상태에서의 과다 조향을 방지하게 되는 것이다.
또한, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 조향 제어부는 슬립있는 언더스티어 상태에서의 제어 뿐 아니라, 불안정한 오버스티어(Unstable Oversteer) 상태인 경우 최종 보상 토크를 인가 조향 토크에 합산하도록 제어할 수도 있다.
불안정한 오버 스티어의 경우에는 운전자가 조향의 반대방향으로 조향하는 카운터 스티어(Counter Steer) 동작을 수행한다. 즉 조향방향 반대방향인 중립으로의 복귀 조향을 시도한다.
이 때, 신속하게 조향중립 상태로 올 수 있도록, 복귀 조향 또는 카운터 스티어 동작에서 인가되는 인가 조향토크에 최종 보상토크를 합산하여 제어하도록 하는 것이다.
즉, 조향제어부(140)는 불안정한 오버스티어 상태로 판단되고, 현재 운전자가 복귀조향 또는 카운터 스티어 동작을 수행하는 경우, 보상부(130)가 산출한 최종 보상 토크를 인가 조향 토크에 합산하고 그에 따른 조향 보조 전류를 생성한다.
이상의 설명에서는 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량 상태를 판단한 후 그에 따라 보조 조향력을 제어하는 장치로 설명하였으나, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 히치 트레일러의 장착을 감지하는 트레일러 감지부와, 차량의 차속(V), 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00016
), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출하는 요레이트 게인 에러 산출부와, 히치 트레일러가 장착된 경우에 한하여, 산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단부를 포함하는 조향 제어 장치까지 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 방법의 전체 흐름을 도시하며, 도 7은 요레이트 게인 에러 산출단계와 조향상태 판단단계의 세부 구성을 도시한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 방법은 크게 차량의 차속(V), 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00017
), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출하는 요레이트 게인 에러 산출단계(S610)와, 산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단 단계(S620)와, 비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 최종 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상 단계(S640)와, 조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 최종 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어 단계(S650)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 히치 트레일러의 장착을 감지하는 트레일러 감지 단계(S605)를 더 포함할 수 있으며, 히치 트레일러가 장착된 경우에 한하여 요레이트 게인 에러 산출단계, 조향상태 판단단계 및 보상단계를 수행할 수 있다.
아래에서는 도 7을 참고로, 요레이트 게인 에러 산출단계(S610)와 조향상태 판단단계(S620)의 세부 구성을 상세하게 설명한다.
우선, 수학식 1을 이용하여 요레이트 센서로부터 측정된 요레이트(
Figure 112016001372497-pat00018
)와, 조향휠 회전각과 그에 따라 조향되는 차륜의 회전각 사이의 비율인 기어비(Gear Ratio) 및 조향각 센세에서 측정된 조향각(θ)를 기초로 기본 요레이트 게인(Yaw rate Gain 0)을 산출한다.(S612)
다음으로, 기본 요레이트 게인(Yaw rate Gain 0)과 트레일러 장착에 따른 요레이트 게인 보정계수(K)를 곱하여 요레이트 게인(Yaw Rate Gain)을 산출한다.(S614)
다음으로 산출된 요레이트 게인(Yaw Rate Gain)과 차속(V) 및 전륜/후륜 사이 거리(L)를 기초로, 전술한 수학식 9에 따라 요레이트 게인 에러(Yaw Rate Gain Error)를 산출한다.(S616)
한편, 조향상태 판단부(120)는 산출된 요레이트 게인 에러가 제1임계값 이하인지 판단하고(S622), 요레이트 게인 에러가 제1임계값 이하인 경우에는 정상 조향상태(Neutral Steer)로 판단한다.(S623)
요레이트 게인 에러가 제1임계값 이상인 경우에는 요레이트 게인 에러가 0보다 큰지 확인한다.(S624)
요레이트 게인 에러가 0보다 크면, 요레이트 게인 에러의 절대값이 제3임계치 이상인지 확인(S625)하고, 요레이트 게인 에러의 절대값이 제3임계치 이하이면 단순 오버스티어 상태로 판단하고(S626), 요레이트 게인 에러의 절대값이 제3임계치 이상이면 불안정한 오버스티어 상태로 판단한다.(S627)
요레이트 게인 에러가 0보다 작은 음(-)의 값을 가지면, 요레이트 게인 에러의 절대값이 제2임계치 이상인지 확인(S628)하고, 요레이트 게인 에러의 절대값이 제2임계치 이하이면 단순 언더스티어 상태로 판단하고(S629), 요레이트 게인 에러의 절대값이 제2임계치 이상이면 슬립있는 언더스티어 상태로 판단한다.(S630)
차량 상태가 결정되면, 요레이트 게인 에러 및 차속에 따라 결정되는 최종 보상토크를 산출하고(S640), 최종 보상토크를 인가 조향토크에 감산 또는 가산하여 조향모터를 제어한다.(S650)
즉, 조향상태가 슬립있는 언더스티어 상태인 경우, 요레이트 게인에 비례하는 값을 가지는 제1보상토크와, 차속에 비례하여 설정되는 차속 게인을 곱한 값으로 최종 보상 토크를 결정하며, 산출된 최종보상토크는 인가 조향토크를 감소시키는 방향으로 작용한다.
물론, 조향상태가 불안정한 오버스티어 상태인 경우에는, 위와 동일한 방식으로 최종 보상 토크를 결정한 후, 운전자의 복귀조향 또는 카운더 스티어 동작에서의 인가 조향토크에 더해주는 방식으로 제어할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 실시예가 적용된 경우의 조향토크 변화를 도시한다.
도 8에서 점선은 본 발명에 의한 보상이 이루어지지 않은 종래의 경우이고, 실선은 본 발명에 의한 보상이 이루어진 경우의 조향각 대비 조향토크의 변화를 도시한다.
도 8에서와 같이, 조향각이 일정범위 이하인 중립에서는 조향각에 대한 조향토크가 종래 구성과 동일하지만, 조향각이 증가하는 경우 조향토크가 증가함을 알 수 있다.
이와 같이, 오프센터에서의 조향토크 레벨, 즉 조향에포트가 증가함으로써, 슬립있는 언더스티어와 같은 상태에서도 과다 조향을 방지하여 안정한 조향을 유도할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 방식을 이용하면, 측정된 요레이트값, 조향각, 차속 및 전후륜 사이 거리값만을 이용하여 요레이트 게인 에러를 산출하고, 그를 임계값들과 비교함으로써 차량의 조향상태를 판단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 차량상태 판단결과 슬립있는 언더스티어의 경우 요레이트 게인 에러와 차속에 따라 결정되는 최종 보상 토크만큼 조향 보조 전류를 작게 인가함으로써, 조향감을 무겁게 하여 언더스티어 상태에서의 과다 조향을 방지할 수 있게 된다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 차량의 차속(V), 요레이트(
    Figure 112022088988818-pat00019
    ), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출하는 요레이트 게인 에러 산출부;
    산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단부;
    비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 최종 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상부;
    조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 최종 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어부;
    를 포함하며,
    상기 요레이트 게인 에러는 (요레이트 게인 - 차속(V)/(전후륜 사이 거리(L))로 산출되고,
    상기 요레이트 게인은,
    요레이트(
    Figure 112022088988818-pat00032
    )×기어비/조향각(θ)로 산출되는 기본 요레이트 게인(Yawrate Gain 0)과,
    트레일러 장착에 따른 요레이트 게인 보정계수(K)를 곱한 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    히치 트레일러의 장착을 감지하는 트레일러 감지부를 더 포함하며, 히치 트레일러가 장착된 경우에 한하여 보상토크 생성 및 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 요레이트 게인 보정 계수(K)는 1보다 큰 값으로서, 트레일러가 장착되지 않은 경우의 기준 랙포스와, 트레일러가 장착된 경우의 추정 랙포스의 차이값인 전륜 부하 변동량에 비례하는 값인 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차량의 비정상 조향상태는 언더스티어 상태, 슬립있는 언더스티어(Understeer with slip) 상태를 포함하며,
    상기 조향상태 판단부는 산출된 요레이트 게인 에러가 음(-)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제1임계값 이상 제2임계값 이하인 경우에는 언더스티어 상태로 판단하고, 산출된 요레이트 게인 에러가 음(-)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제2임계값 이상인 경우에는 슬립 있는 언더스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    조향상태가 슬립있는 언더스티어 상태인 경우, 상기 최종 보상토크는 상기 요레이트 게인 에러에 비례하는 값을 가지는 제1보상토크와, 상기 차속에 비례하여 설정되는 차속 게인을 곱한 값으로 산출되며, 상기 최종보상토크는 상기 인가 조향토크를 감소시키는 방향으로 작용하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 차량의 비정상 조향상태는 오버스티어 상태, 불안정한 오버스티어(Unstable Oversteer) 상태를 포함하며,
    상기 조향상태 판단부는 산출된 요레이트 게인 에러가 양(+)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제1임계값 이상 제3임계값 이하인 경우에는 오버스티어 상태로 판단하고, 산출된 요레이트 게인 에러가 양(+)의 값이면서 요레이트 게인 에러의 절대값이 제3임계값 이상인 경우에는 불안정한 오버스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  9. 히치 트레일러의 장착을 감지하는 트레일러 감지부;
    차량의 차속(V), 요레이트(
    Figure 112022088988818-pat00021
    ), 조향각(θ), 전후륜 사이의 거리(L)을 기초로 요레이트 게인 에러를 산출하는 요레이트 게인 에러 산출부;
    상기 히치 트레일러가 장착된 경우에 한하여, 산출된 상기 요레이트 게인 에러를 이용하여 차량의 비정상 조향상태를 판단하는 조향상태 판단부;
    를 포함하며,
    상기 요레이트 게인 에러는 (요레이트 게인 - 차속(V)/(전후륜 사이 거리(L))로 산출되고,
    상기 요레이트 게인은,
    요레이트(
    Figure 112022088988818-pat00033
    )×기어비/조향각(θ)로 산출되는 기본 요레이트 게인(Yawrate Gain 0)과,
    트레일러 장착에 따른 요레이트 게인 보정계수(K)를 곱한 값으로 산출되는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
KR1020160001649A 2016-01-06 2016-01-06 조향 제어 장치 Active KR102494676B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160001649A KR102494676B1 (ko) 2016-01-06 2016-01-06 조향 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160001649A KR102494676B1 (ko) 2016-01-06 2016-01-06 조향 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170082355A KR20170082355A (ko) 2017-07-14
KR102494676B1 true KR102494676B1 (ko) 2023-02-02

Family

ID=59358640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160001649A Active KR102494676B1 (ko) 2016-01-06 2016-01-06 조향 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102494676B1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102453327B1 (ko) * 2016-01-07 2022-10-12 주식회사 만도 조향 제어 장치
KR102569200B1 (ko) * 2018-08-27 2023-08-23 에이치엘만도 주식회사 추정 랙 포스 기반으로 복원 전류를 계산하는 차량의 eps 제어 장치 및 방법
KR102666079B1 (ko) * 2019-06-07 2024-05-16 에이치엘만도 주식회사 조향 제어 장치, 조향 제어 방법 및 이를 포함하는 조향 보조 시스템
CN111645755B (zh) * 2020-05-18 2021-10-01 长城汽车股份有限公司 一种控制方法和装置
CN114248831B (zh) * 2020-09-25 2024-06-07 本田技研工业株式会社 电动转向装置
KR102438570B1 (ko) 2021-11-25 2022-08-31 주식회사 휴맥스이브이 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2864868B2 (ja) * 1992-05-12 1999-03-08 日産自動車株式会社 センサ信号処理装置
JP2004203061A (ja) * 2002-11-06 2004-07-22 Hino Motors Ltd 操舵角補正装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3034430B2 (ja) * 1994-07-27 2000-04-17 本田技研工業株式会社 車両用操舵装置の操舵反力制御装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2864868B2 (ja) * 1992-05-12 1999-03-08 日産自動車株式会社 センサ信号処理装置
JP2004203061A (ja) * 2002-11-06 2004-07-22 Hino Motors Ltd 操舵角補正装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170082355A (ko) 2017-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102494676B1 (ko) 조향 제어 장치
US10399597B2 (en) Payload estimation using electric power steering signals
US9623899B2 (en) Electric power steering apparatus
US8977433B2 (en) Electric power steering apparatus
US8938334B2 (en) Vehicular steering angle estimating apparatus and electric power steering apparatus mounted therewith
US6729435B2 (en) Apparatus and method for controlling electric power steering system
US20140005894A1 (en) Electric power steering apparatus
KR20080057311A (ko) 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치
US10569801B2 (en) Payload estimation using electric power steering signals
JP5195132B2 (ja) 車両用舵角推定装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置
KR20070105327A (ko) 전동 파워 스티어링 장치의 제어 장치
JP5251898B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
KR20170136765A (ko) 조향 제어 장치와 조향 제어 방법 및 그를 위한 조향상태 판단장치
US9540044B2 (en) Hand wheel angle from vehicle dynamic sensors or wheel speeds
KR20200142143A (ko) 전동식 조향장치에서의 컬럼토크 추정 장치 및 그 방법
JP4347871B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP5780229B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
CN105980240A (zh) 电动动力转向装置
JP2008265489A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2009190658A (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP2008024073A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP5089664B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP4499145B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP4717104B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP5025686B2 (ja) 車両挙動制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160106

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20210106

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20160106

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20220708

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20230125

PG1601 Publication of registration